Durante la mayor parte de un siglo, la manera más rápida y confiable de reportar un incendio en una ciudad estadounidense era romper un pequeño panel de vidrio, halar un gancho y alejarse sin decir una palabra. La caja de alarma de incendios (fire alarm box) instalada en la calle enviaba un número, ese número era la ubicación, y el número llegaba al parque de bomberos por medio de una campana y de una tira de papel, sin importar si la red telefónica, la empresa eléctrica o la persona que había halado la caja seguían funcionando o no. Vale la pena entender la ingeniería detrás de esto, porque los principios de diseño no quedaron obsoletos cuando el equipo sí lo hizo.

Torres de campana, vigías, y el problema que Boston resolvió en 1852

Antes de que el telégrafo llegara al servicio de bomberos, una ciudad reportaba los incendios haciendo ruido. Los vigías se ubicaban en campanarios de iglesias y en torres municipales, y cuando veían humo tocaban la campana en un patrón que identificaba un distrito, lo cual sacaba a las compañías de sus parques hacia la calle para buscar el resplandor. El método funcionaba en un pueblo lo bastante pequeño como para que un hombre en un campanario pudiera ver la mayor parte de él, y se deterioraba gravemente a medida que los edificios se hacían más altos, que el humo de la industria se volvía normal y que el número de distritos crecía más allá de lo que un patrón de campana podía distinguir de manera útil.

El telégrafo de alarma de incendios (fire alarm telegraph) que entró en servicio en Boston en 1852 se reconoce, en general, en la literatura del servicio de bomberos como el primer sistema municipal de su tipo, y fue obra de William Francis Channing, un médico que había estado pensando en los usos del telégrafo eléctrico para la seguridad pública, junto con Moses Farmer, quien construyó el aparato. Su arreglo colocaba cajas de señalización en la calle, las conectaba con cable a una oficina central y hacía que esa oficina retransmitiera la señal a las campanas de alarma y a los parques de bomberos. Channing publicó descripciones del sistema, y la expresión telégrafo de alarma de incendios proviene de esa época.

La historia comercial pasa por John Gamewell, quien adquirió los derechos del trabajo de Channing y Farmer para los estados del sur en 1855 y obtuvo el resto de los derechos algunos años después. La empresa Gamewell, tras absorber o superar a la mayoría de sus competidores, se volvió tan dominante que en buena parte del país la caja de calle y el nombre de la marca se usaban indistintamente. Las cifras publicadas sobre cuántas ciudades tenían equipo Gamewell hacia fines del siglo diecinueve varían entre una fuente y otra, y yo no trataría ningún conteo específico como definitivo, pero la tendencia no está en disputa, porque hacia la década de 1890 un telégrafo municipal de alarma de incendios era equipo ordinario en una ciudad estadounidense de cualquier tamaño.

Dentro de la caja: relojería, una rueda dentada y cuatro rondas

La decisión de diseño crítica es que la caja no necesita energía eléctrica propia para enviar su señal. Al halar el gancho se libera un mecanismo de relojería que estaba dado cuerda, y ese mecanismo hace girar una rueda codificadora (code wheel), que es un disco con dientes tallados en el borde según un patrón específico. Los dientes rozan un brazo de contacto, y a medida que la rueda gira, cada diente abre y luego cierra el circuito eléctrico que atraviesa la caja. La caja no genera corriente ni voltaje; interrumpe la corriente que la oficina central ya está enviando por el cable.

El patrón de interrupciones es el número de la caja. Una caja numerada 231 interrumpe el circuito dos veces, hace una pausa, lo interrumpe tres veces, hace una pausa, y lo interrumpe una vez, y luego la rueda sigue girando y repite todo el proceso otra vez. La práctica estándar era transmitir cuatro rondas completas con un solo halón, lo cual daba a quienes recibían la señal varias oportunidades de leer correctamente el mismo número a pesar del ruido, un contacto débil o un operador distraído. La numeración de las cajas no era aleatoria, ya que el primer dígito o el rango de números indicaba comúnmente a la oficina de alarma de incendios en qué circuito estaba la caja, de modo que el número llevaba información de enrutamiento además de la ubicación.

Algunas cajas llevaban más que la rueda codificadora. Las cajas telegráficas incluían una llave o manipulador para que un oficial de bomberos en la escena pudiera trabajar en código Morse con la oficina de alarma de incendios y pedir compañías adicionales, y generaciones posteriores instalaron un auricular telefónico detrás de una segunda puerta con llave, disponible para los bomberos que tuvieran la llave y, en algunas ciudades, también para el público. Las puertas sin llave, los paneles de vidrio para romper y varios arreglos contra manipulación indebida aparecieron y desaparecieron según qué tan gravemente sufriera cada ciudad por halones malintencionados.

La propiedad importante de todo esto es que una caja es un objeto fijo, atornillado a un poste o a un edificio en una ubicación levantada topográficamente, de modo que el código que envía es la dirección, lo cual significa que la persona que reporta un incendio no tiene que describir dónde se encuentra, deletrear el nombre de una calle, saber en qué pueblo está parada ni hablar en absoluto, y ese último punto se convirtió en uno de los argumentos planteados en nombre de los residentes sordos cuando las ciudades más adelante decidieron retirar las cajas.

El circuito cerrado, y por qué un cable roto se anunciaba solo

Un circuito de caja es un lazo en serie. La oficina de alarma de incendios envía una pequeña corriente directa por un conductor, esa corriente pasa por cada caja del circuito una tras otra y regresa a la oficina, lo cual significa que, en condiciones normales, la corriente fluye todo el tiempo y la oficina lo sabe. Esto es lo opuesto al arreglo que la mayoría de las personas suponen, en el que un dispositivo cierra un interruptor para enviar una señal. Aquí el estado estable es cerrado, y la señalización ocurre al abrirlo.

La consecuencia es una supervisión integrada en la física misma, en lugar de añadida después. Cualquier ruptura en el conductor detiene la corriente, ya sea que provenga de un poste derribado por un camión, de una conexión que se corroyó y quedó abierta, o de un técnico de líneas que abre un borne sin avisar a la oficina de alarma de incendios, y esa detención se vuelve visible de inmediato en la oficina, en un galvanómetro, un relé o una lámpara. Un conductor cruzado o puesto a tierra se manifiesta como un cambio en la resistencia del circuito o como una lectura en un detector de tierra. Los operadores tomaban lecturas del circuito según un cronograma, y a un circuito cuya resistencia se hubiera desviado se le enviaba un técnico a recorrerlo antes de que fallara del todo.

La práctica de las ciudades reforzaba esto. Los circuitos comúnmente se tendían de ida y vuelta, de modo que una ruptura en el medio todavía pudiera alimentarse desde ambos extremos, el mismo razonamiento detrás de un circuito de dispositivos iniciadores Clase A (Class A initiating device circuit) en un sistema moderno de alarma de incendios de un edificio y, de hecho, detrás de una topología en anillo (ring topology) en el enlace de microondas de un sistema de radio. Las ciudades densas trasladaron los conductores a conductos subterráneos, lo cual costaba mucho dinero y en gran medida eliminó la tormenta de hielo y el camión de reparto de la lista de cosas que podían dejar el sistema fuera de servicio. Los pararrayos se ubicaban en la oficina y en las entradas de cable, porque un tramo largo de cable aéreo de hierro atravesando una ciudad es una excelente antena para un rayo cercano.

El tableteador, el registrador y el repetidor en la oficina de alarma de incendios

En la oficina de alarma de incendios, las interrupciones que llegaban por el circuito de la caja accionaban un relé, y el relé impulsaba dos cosas a la vez. Una era un sonador audible, llamado por lo general tableteador (tapper), que reproducía los golpes para que el operador de guardia escuchara el número. La otra era el registrador (register), un instrumento de relojería que hacía avanzar una tira angosta de papel frente a un punzón o un estilete entintado, de modo que cada interrupción del circuito dejaba una marca en la tira. La tira daba un registro permanente y con referencia de tiempo de exactamente lo que había llegado, lo cual significaba que el operador no tenía que confiar en un conteo hecho mientras ocurrían otras tres cosas al mismo tiempo.

Esa tira de papel es el antecesor directo de todo grabador de registro en un centro de comunicaciones moderno, y se usaba de la misma manera, ya que las disputas sobre a qué hora se recibió una alarma y qué número se transmitió en realidad se resolvían volviendo a la tira. También se instalaban registradores en los parques de bomberos, de modo que la compañía tuviera su propio registro y su propio medio para leer un código que hubiera pasado por alto en la campana.

Luego la señal tenía que llegar del circuito de la caja a las personas que salían a responder. En los primeros sistemas, un operador escuchaba, identificaba el número y lo retransmitía a mano en los circuitos de alarma. El repetidor (repeater) automatizó ese paso, tomando el código entrante y retransmitiéndolo en los circuitos de campana y de parque sin intervención humana, lo cual eliminó tanto la demora como el error de transcripción. En el extremo receptor, una campana grande en la cochera de los vehículos tocaba el número, un tableteador lo repetía y el registrador lo imprimía. En la época de los vehículos tirados por caballos era práctica común que el mismo circuito de alarma abriera los pestillos de los establos y encendiera las luces del parque de manera automática, de modo que la respuesta comenzaba mientras el código todavía se estaba transmitiendo.

Después, la compañía buscaba el número. Cada parque de bomberos mantenía una tarjeta de respuesta (running card) o un archivo de tarjetas de cajas que indicaba qué significaba cada número de caja y qué compañías debían acudir en una primera, segunda o tercera alarma a esa caja, lo cual es una asignación de respuesta precalculada guardada en un fichero décadas antes de que nadie tuviera un sistema de despacho asistido por computador (computer-aided dispatch, CAD).

Dos cajas al mismo tiempo: no interferencia y sucesión

La debilidad de un lazo en serie es que cada caja en él interrumpe la misma corriente, de modo que si dos personas halan dos cajas en el mismo circuito con pocos segundos de diferencia, las dos ruedas codificadoras giran de manera independiente y sus interrupciones se entremezclan. Lo que llega a la oficina es un conteo que no pertenece a ninguna de las dos cajas y que con frecuencia se parece al de una tercera caja en un lugar completamente distinto. En un día en que un incendio grande se está propagando y varias personas corren hacia las cajas al mismo tiempo, esa es precisamente la condición que menos se quiere.

La respuesta fue la caja de no interferencia (non-interference box), desarrollada en las últimas décadas del siglo diecinueve y estándar a partir de entonces. Cada caja contiene un mecanismo que detecta si el circuito ya está siendo interrumpido por otra caja. Si es así, la rueda de la segunda caja se retiene, y espera. La función de sucesión (succession) libera entonces la caja retenida para que transmita sus propias cuatro rondas de manera limpia, justo después de que la primera caja termina, lo cual significa que ambas alarmas llegan, correctamente, una detrás de la otra, sin que el operador tenga que resolver nada.

Es una pieza de ingeniería genuinamente elegante, y vale la pena nombrar lo que logra en términos que reconoce cualquier persona de radio. Se trata de detección de colisiones y retransmisión diferida en un medio compartido, implementada con resortes y palancas, en una red donde los puntos terminales no tienen fuente de energía propia ni un reloj en común. Los sistemas de radio troncalizados resuelven hoy el mismo problema con un canal de control, una cola de espera y un tono de confirmación, y el modo de falla cuando la lógica de la cola está mal diseñada es el mismo que tenía el telégrafo de alarma de incendios antes de 1890, en el que dos usuarios que transmiten al mismo tiempo producen un mensaje que no es de ninguno de los dos.

Por qué el sistema era extraordinariamente confiable, y dónde no lo era

La confiabilidad provenía de una lista corta de propiedades que se reforzaban entre sí. La caja no necesitaba energía, porque el mecanismo de relojería se daba cuerda con el propio acto de halar. La oficina central funcionaba con sus propias baterías, cargadas localmente, de modo que una falla en la energía comercial no arrastraba al sistema con ella. La ruta de señalización era una planta municipal dedicada, propiedad de la ciudad, y no un servicio arrendado a una empresa cuya capacidad estuviera dimensionada para el tráfico normal, lo cual significaba que un sistema en una ciudad de un millón de habitantes tenía exactamente la misma capacidad la noche de una gran conflagración que la que tenía un martes cualquiera. La supervisión era continua y no periódica, de modo que las fallas las encontraba la oficina y no un ciudadano que halaba una caja que no hacía nada.

El sistema tampoco tenía ningún mecanismo de congestión compartida que pudiera fallar. En una red telefónica o celular, la demanda y la capacidad están agrupadas, de modo que el evento que hace que todo el mundo quiera llamar es el mismo evento que impide que la mayoría logre comunicarse. Un circuito de caja transporta una alarma a la vez por diseño y le da paso a la siguiente de inmediato, y la demora que impone un circuito ocupado se mide en los segundos que toma terminar cuatro rondas.

Nada de eso lo hacía invulnerable, y vale la pena conservar la lista honesta de fallas. El cable aéreo caía con el hielo y el viento, y las ciudades que no habían soterrado sus líneas gastaban sumas importantes en cuadrillas de línea. Los circuitos podían cruzarse o ponerse a tierra de maneras que producían códigos confusos o falsos, razón por la cual existían las lecturas diarias. La caja indicaba una esquina y no un edificio, de modo que una alarma proveniente de una caja en una cuadra de casas de vecindad todavía requería una búsqueda. Sobre todo, la caja transmitía un número y nada más, de modo que la oficina de alarma de incendios no podía decirle a una compañía que llegaba si la llamada era por un incendio de basura, un incendio estructural con personas atrapadas, o nada en absoluto.

Falsas alarmas, el teléfono y el costo del cobre en la calle

Tres presiones retiraron las cajas de calle de la mayoría de las ciudades estadounidenses, y las falsas alarmas fueron la más ruidosa de ellas. Un dispositivo anónimo, gratuito y silencioso en una esquina que garantiza la respuesta de un cuerpo de bomberos es un blanco obvio, y hacia las décadas de 1960 y 1970 las grandes ciudades tenían sus vehículos trabajando duro por halones malintencionados, con tasas publicadas que variaban enormemente entre una ciudad y otra y entre barrios dentro de una misma ciudad. No voy a citar un porcentaje nacional, porque las cifras confiables son específicas de cada ciudad y los periodos de muestreo difieren, pero la literatura del servicio de bomberos de esa época es inequívoca en cuanto a que la carga de falsas alarmas fue el argumento que movió a los concejos municipales. La exposición a lesiones y colisiones generada por las respuestas también formó parte del argumento.

El teléfono fue la segunda presión. Una vez que la penetración del teléfono en los hogares fue alta, el ciudadano que veía un incendio tenía un dispositivo en la cocina que podía reportarlo y también describirlo, y un llamante que dice que el segundo piso se está incendiando y que hay dos niños adentro le da al cuerpo de bomberos algo que un código de caja no puede dar. La llegada del 911 y luego del 911 mejorado (enhanced 911, E911) con información automática de número y ubicación hizo que la ruta telefónica fuera a la vez fácil de usar y razonablemente localizable, y el teléfono celular terminó el trabajo al poner un dispositivo de reporte en la misma esquina que la caja.

La tercera presión fue el dinero. Un telégrafo municipal de alarma de incendios son millas de conductor propiedad de la ciudad, cientos o miles de dispositivos mecánicos expuestos al clima y al tráfico, una oficina con personal, y un taller de técnicos que entienden la señalización de lazo de corriente directa y la relojería. Ese conjunto de habilidades no se estaba reemplazando a medida que los técnicos se jubilaban, y un director de obras públicas que mira una planta de cable subterráneo envejecido puede armar una presentación presupuestaria muy persuasiva. Las ciudades retiraron cajas a lo largo de las décadas de 1970, 1980 y 1990, por lo general en fases, y por lo general en contra de las objeciones de los sindicatos de bomberos y de los grupos vecinales.

Nueva York es el contraejemplo conocido. La ciudad se movió para retirar sus cajas de calle a mediados de la década de 1990, y una demanda federal presentada en nombre de residentes sordos y con dificultades auditivas, reportada en el Distrito Sur de Nueva York bajo el nombre Civic Association of the Deaf v. Giuliani, resultó en una medida cautelar contra el retiro, con el argumento de que las cajas ofrecían un acceso que el teléfono no ofrecía. Consulte la decisión reportada misma, en lugar de resúmenes de ella, incluido este, si el razonamiento es importante para su jurisdicción. Nueva York todavía opera cajas de calle hoy en día, y el inventario actual y su composición deben confirmarse con el FDNY en lugar de con conteos publicados más antiguos.

Cajas maestras, cajas de radio y el argumento de la ruta cableada

La parte del sistema municipal que sobrevivió de manera más generalizada fue la caja maestra (master box) y no la caja pública en el poste, es decir, una caja cuya rueda codificadora es accionada por el panel de control de alarma de incendios propio de un edificio en lugar de por una persona, lo cual coloca el código de dirección de ese edificio en el circuito de la ciudad. Massachusetts es el ejemplo más conocido de un estado donde los circuitos municipales de alarma de incendios y las cajas maestras exigidas siguen en uso ordinario, y Boston continúa operando una oficina de alarma de incendios construida alrededor de ese modelo. Si una caja maestra es exigida, permitida o prohibida para una ocupación determinada en su jurisdicción es una pregunta para su comandante de bomberos (fire marshal) y para la autoridad local con jurisdicción, porque la respuesta varía según el estado y el municipio y ha cambiado con el tiempo.

El código nacional de alarmas de incendio reconoce dos maneras en que el sistema de un edificio puede accionar una caja municipal, descritas por lo general como tipo de energía local (local energy type), en la cual el sistema del edificio tiene su propia energía y opera el mecanismo de la caja, y tipo derivación (shunt type), en la cual los dispositivos iniciadores del edificio interrumpen directamente el circuito municipal. El arreglo de derivación introduce el circuito de la ciudad dentro del edificio, razón por la cual su uso está limitado de manera estricta. Consulte los requisitos en la edición del código que su estado realmente haya adoptado, ya que las ediciones difieren en este punto y la adopción se demora años después de la publicación.

Donde las ciudades conservaron la señalización municipal pero no pudieron conservar el cable, el reemplazo común es la caja maestra de radio (radio master box), en la cual el panel del edificio activa un transmisor que reporta por una ruta de radio con licencia a receptores ubicados en la oficina de alarma de incendios, por lo general a través de una red de repetidores, con supervisión mediante reportes de verificación programados, de modo que un transmisor silencioso se trata como una falla. Eso conserva las propiedades útiles del sistema antiguo, que son una ruta dedicada que controla el cuerpo de bomberos, una capacidad que no colapsa ante la demanda pública, e intervalos de supervisión conocidos, sin necesidad de conducto subterráneo. Sustituye un conjunto diferente de exposiciones, entre ellas la interferencia de radiofrecuencia, la energía del sitio de receptores y el hecho de que el departamento ahora es dueño de un sistema de radio además de un sistema de alarma de incendios.

El argumento para conservar alguna ruta cableada o propia del departamento no es nostalgia, y se reduce a la congestión compartida. Las comunicaciones de alarma hoy en día viajan sobre todo por rutas comerciales, y a medida que las operadoras retiran el cobre y el servicio telefónico conmutado tradicional, el marcador telefónico de línea doble (dual telephone line dialer) que protegió edificios durante cuarenta años está siendo reemplazado por comunicadores celulares y de internet que dependen de las mismas redes que el público satura durante un evento mayor. Ese es un riesgo aceptable para la mayoría de los edificios la mayor parte del tiempo, y es un cálculo distinto para un hospital, un edificio alto, un estadio o una planta química. Si su ciudad todavía tiene un circuito municipal de alarma de incendios, el ejercicio útil es preguntar qué es lo que todavía protege y cuánto costaría conservarlo, y tener esa conversación antes de que se jubile el último técnico que conoce la planta.

Qué hacer en su agencia

• Pida a su comandante de bomberos u oficial de prevención de incendios que elabore una lista actual de cada caja maestra, caja de radio o cuenta de conexión directa que monitorea su departamento, con el edificio, la ruta de reporte y la fecha de la última prueba, y lleve las entradas sin fecha de prueba a la próxima reunión del personal de prevención de incendios.
• Pregúntele a su proveedor de recepción de alarmas o al supervisor de su oficina de alarma de incendios, por escrito, cuál es el intervalo de supervisión para cada ruta de comunicación de la que depende su departamento, es decir, cuánto tiempo puede pasar una ruta caída sin ser detectada, y archive la respuesta con su anexo de comunicaciones.
• Haga que su oficial de comunicaciones verifique que las baterías, el cargador y el arreglo de transferencia que sirven a cualquier equipo municipal de alarma de incendios que aún quede estén en el mismo cronograma de mantenimiento preventivo que la energía de respaldo del centro de despacho, y agregue esa carga a la hoja de cálculo del tiempo de funcionamiento del generador si falta.
• Si su departamento todavía opera circuitos municipales de alarma de incendios, pida al supervisor del taller que escriba los nombres de todas las personas actualmente calificadas para diagnosticar fallas en ellos y sus fechas previstas de jubilación, y ponga la sucesión o la transición de proveedor en la próxima agenda de planificación presupuestaria.
• Consulte la tarjeta de respuesta o la asignación de respuesta de una cuenta de caja maestra y confirme que coincide con lo que su CAD realmente despacha hoy, porque estos registros con frecuencia se construyeron una sola vez y nunca se conciliaron después de un traslado de estación o un cambio de vehículo.
• Agregue un párrafo a su plan existente de continuidad de comunicaciones en el que se indique cómo recibirá el departamento las alarmas de propiedades monitoreadas si el servicio comercial de celular e internet en su jurisdicción no está disponible o está saturado, nombrando el respaldo y quién confirma que está funcionando.

Puntos clave

• El telégrafo municipal de alarma de incendios que entró en servicio en Boston en 1852, desarrollado por William Francis Channing y Moses Farmer, se reconoce en general como el primero de su tipo, y la empresa Gamewell más adelante dominó el mercado estadounidense después de adquirir los derechos de ese trabajo a partir de 1855.
• Una caja de calle no necesitaba energía eléctrica propia, porque al halar el gancho se liberaba un mecanismo de relojería que había sido dado cuerda y que hacía girar una rueda codificadora con muescas, y la rueda señalizaba interrumpiendo la corriente que la oficina central ya estaba enviando por el lazo.
• Los circuitos de caja eran lazos en serie en un estado normalmente cerrado, de modo que una ruptura, una tierra o un conductor cruzado cambiaban la corriente o la resistencia y se anunciaban solos en la oficina de alarma de incendios sin que nadie tuviera que consultar nada.
• El tableteador permitía al operador escuchar el código, el registrador lo punzonaba o entintaba en una tira de papel impulsada por relojería como registro permanente con referencia de tiempo, y el repetidor retransmitía el código de manera automática a las campanas y a los parques de bomberos sin que un humano lo transcribiera.
• Los mecanismos de no interferencia y sucesión, estándar desde finales del siglo diecinueve, retenían una segunda caja hasta que la primera terminaba sus rondas, lo cual es manejo de colisiones y retransmisión diferida implementado mecánicamente en un medio compartido.
• El sistema resistía el modo de falla que rompe las redes comerciales durante los desastres, porque su capacidad era dedicada y no se agrupaba con la demanda pública, aunque seguía siendo vulnerable al daño por tormentas en el cable aéreo y solo podía reportar un número de caja y nunca la naturaleza de la emergencia.
• Las falsas alarmas malintencionadas, los teléfonos domésticos seguidos por el 911, y el costo de mantener una planta de cobre propiedad de la ciudad y a los técnicos que la entendían retiraron las cajas de calle de la mayoría de las ciudades estadounidenses entre las décadas de 1970 y 1990.
• El programa de retiro de Nueva York fue detenido a mediados de la década de 1990 por una demanda federal presentada en nombre de residentes sordos y con dificultades auditivas, reportada como Civic Association of the Deaf v. Giuliani, y la ciudad todavía opera cajas de calle, con el conteo actual disponible a través del FDNY.
• El argumento que sobrevive a favor de una ruta controlada por el departamento es que el reporte de alarmas por servicio comercial de celular e internet comparte la congestión y las interrupciones con el público, lo cual importa más para un hospital o un edificio alto que para un edificio promedio, y el retiro del cobre está obligando a las jurisdicciones a tomar esa decisión ahora.